انتقال بخار؛ لوله، اتصالات و استانداردهای متداول

وظیفه اصلی خطوط  انتقال بخار ، رساندن بخار به نقاط مختلف می‎باشد. به منظور رسیدن به عملکرد دقیق در داخل موتورخانه‎ها از جمله موتور خانه دیگ بخار و جلوگیری از بروز مشکل در آنها ملزم به اجرای یک سری استاندارد مشخص هستیم که در ادامه به شرح آنها می‎پردازیم.

اتصال خطوط

روش اتصال لوله‎ها به هم در خطوط انتقال بخار روش جوشکاری لب به لب است. این روش در صورت اجرای صحیح بسیار اقتصادی بوده و بدون نشتی است. در این روش لوله‎ها پخ‎زده می‎شوند و سپس لب به لب جوشکاری می‎گردند.

اتصال شیرآلات و تجهیزات

اتصال دنده‎ای (رزوه‎ای)

این اتصال عموماً برای سایزهای تا ۳ اینچ و کوچک‎تر انجام می‎گیرد و برای مواقعی که امکان جوشکاری نمی‎باشد گزینه مناسبی است. نوع رزوه‎ها و تعداد آنها و زاویه بین آنها دارای استانداردهای متنوعی است.

اتصال فلنچی

این اتصال برای تمامی سایزها امکان‎پذیر است اما برای سایزهای بزرگ‎تر از ۳ اینچ قطعی به نظر می‎رسد. این اتصال برای مواقعی که احتیاج به باز و بستن به‎صورت دوره‎ای وجود دارد بسیار مناسب است.

این سیستم به‎صورت جفت بوده و دو فلنچ مقابل هم قرار می‎گیرد. بنابراین می‎بایست هر دو فلنچ از استاندارد برابر باشد. برای آب‎بندی در این سیستم یک Gasket بین دو فلنچ قرار داده می‎شود و سپس با پیچ و مهره به‎هم محکم می‎شود.

انتقال بخار

اساساً هدف از تولید بخار در دیگ بخار یا همان قلب دیگ‎خانه انتقال انرژی است. بنابراین انتقال صحیح بخار حائز اهمیت است. از اهم مواردی را که می‎بایست در این سیستم انتقال به آن توجه کرد به ترتیب ذیل است:

1. اندازه‎گیری صحیح با توجه به سرعت و افت مجاز در لوله‎های انتقال بخار
2. در نظر گرفتن شیب مناسب برای خطوط انتقال بخار
3. خارج کردن آب و هوای موجود بخار
4. در نظر گرفتن انبساط و نصب قطعات انبساطی
5. عایق‎کاری خطوط

انتقال بخار؛ لوله، اتصالات و استانداردهای متداول

اندازه‎گذای خطوط

اندازه‎گذاری صحیح لوله‎ها دارای اهمیت زیادی است. زیرا چنانچه لوله‎ها کوچک‎تر از آن چیزی که باید انتخاب و اجراء گردند سرعت حرکت بخار در آنها افزایش یافته و علاوه بر آنکه خوردگی را بالا می‎برند، احتمال ایجاد ضربه قوچ را نیز بوجود می‎آورند.  همچنین با بالا رفتن افت ممکن است فشار مورد نیاز یا بخار مورد نیاز مصرف‎کننده‎ها تأمین نشود.

در حالت عکس آن یعنی بزرگ‎تر در نظر گرفتن خطوط یا به اصطلاح OVER SIZE بودن خطوط اولاً هزینه اولیه خرید بابت قیمت لوله، اتصالات و شیرآلات بالا می‎رود و ثانیاً هزینه‎های اجزای خطوط و عایق‎کاری را افزایش می‎دهد و ثالثاً افزایش سایز و در نتیجه افزایش سطح در خطوط انتقال بخار کندانس بیشتری را بوجود خواهد آورد و در نتیجه به تله‎بخارهای بیشتری برای خارج کردن این کندانس از خطوط احتیاج است.

اندازه‎گذاری بر اساس سرعت

سرعت بخار در لوله را می‎توان مهمترین عامل در انتخاب سایز دانست زیرا بین افت و سرعت رابطه مستقیمی برقرار است و اساساً اگر سیال سرعت نداشته باشد افتی بوجود نخواهد آمد. بنابراین سرعت حرکت بخار در سیستم انتقال بخار حتماً باید در محدوده مجاز باشد.

اندازه‎گذاری بر اساس افت فشار

افت فشار در خطوط انتقال بخار امری است اجتناب ناپذیر و از آنجاییکه اولاً باید فشار مورد نیاز تجهیزات را دقیقاً به میزان لازم تأمین نمود و ثانیاً با افت فشار در خطوط انتقال بخار و با توجه به رابطه فشار و دما از آنجاییکه با کاهش دما فشار دما کاهش می‎یابد، محاسبه افت فشار در خطوط انتقال بخار فارغ از آنکه سرعت در داخل سیستم مجاز است یا خیر حائز اهمیت است.

انبساط خطوط انتقال بخار

اصولاً هنگامی ‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎ که یک جسم تحت تأثیر حرارت قرار می‎گیرد اتم‎های آن به ارتعاش در می‎آیند و همانند یک نوسانگر حرکت نوسانی انجام می‎دهند. ولی حرکت آنها همانند یک نوسانگر هماهنگ نیست.

به دلیل آنکه اگر فاصله اتم‎ها از حد معینی کمتر گردد علاوه بر نیروی کولنی، نیروی دفع هسته‎ای نیز روی اتم‎ها اثر می‎کند و در نتیجه دور شدن اتم‎ها از یکدیگر بیشتر از نزدیک شدنشان به یکدیگر می‎باشد.

این تغییرات در مورد اتم‎های داخل جسم همدیگر را خنثی می‎کنند و فقط اتم لبه‎ جسم که از خارج نیرویی را حس نمی‎کنند دستخوش تغییرات می‎شوند و اتم‎های داخلی هم به تبعیت از آنها مقداری انبساط پیدا می‎کنند و بدین ترتیب فاصله بین اتم‎ها افزایش می‎یابد.

در نتیجه این امر جسم منبسط می‎شود. این انبساط بسته به نوع جسم می‎تواند طولی، سطحی و یا حجمی باشد. حال چنانچه این جسم جامد لوله انتقال بخار باشد انبساط آن به شکل طولی ظاهر می‎شود زیرا با آنکه اتم‎های لوله در سه بعد ارتعاش دارند اما از آنجاییکه تعداد جفت اتم‎ها در یک راستا بیش از دو بعد دیگر است انبساط لوله طولی خواهد بود.

خنثی کردن انبساط طولی

این انبساط طولی ناشی از اختلاف دما در خطوط کوتاه توسط اتصالات و زانویی و … رفع می‎گردد اما در خطوط با طول زیاد می‎بایست با ایجاد تغییرات و یا نصب تجهیزاتی این انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما را خنثی نمود.

بدین منظور یا می‎توان از خطوط لوله کمک گرفت و با ایجاد یک حلقه از خود این انبساط یا انقباض را خنثی نمود و یا می‎بایست از تجهیزاتی مانند اتصالات آکاردئونی و یا اتصالات لغزنده استفاده نمود.

حلقه انبساطی

حلقه انبساطی به کمک لوله (همان سایز خط) و چهار زانوی ۹۰ درجه ساخته می‎شود. این حلقه بنابر عرض و عمق آن توان خنثی سازی تنش را خواهد داشت. از آنجاییکه احتمال گیر افتادن کندانس در حلقه‎ای انبساطی وجود دارد می‎بایست با نصب دریپ‎لگ در زیر این حلقه آب ناشی از کندانس را برای جلوگیری از ضربه قوچ خارج نمود.

قطعه انبساطی منعطف

از لحاظ شکلی مشابه حلقه انبساطی بوده با این تفاوت که به جای لوله از اتصال آکاردئونی در آن استفاده می‎شود. این قطعه می‎بایست بر اساس میزان انبساط طولی و سایز خط به کارخانه سازنده سفارش داده شود و امکان ساخت آن در سایت وجود ندارد.

مزیت این قطعه نسبت به حلقه انبساطی ساخته شده با لوله در ابعاد آن است؛ زیرا از آنجاییکه برای جلوگیری از گیر افتادن کندانس قطعات انبساطی می‎بایست افقی نصب شود، فضای اشغال شده توسط قطعه بسیار مهم است.

اتصال آکاردئونی

بدون شک پرمصرف‎ترین نوع اکسپنشن‎ها اتصال آکاردئونی است. این قطعه معمولاً به دو شکل مهاردار و بدون مهار تولید می‎شود که در نوع مهاردار میله مهار از انبساط و یا انقباض بیش از حد قطعه جلوگیری می‎کند. از لحاظ فضای اشغال شده توسط قطعه در خطوط بخار، اتصال آکاردئونی به کمترین فضا نسبت به انواع دیگر احتیاج دارد.

اتصال اسلیپ

این قطعه می‎تواند به‎صورت تکی (Single) و یا دوتایی (Double) نصب گردد. این قطعه فضای بسیار کمی را اشغال می‎کند اما نصب آن دارای پیچیدگی‎هایی است که در صورت عدم رعایت آن قطعه خم شده و از کار می‎افتد.

اتصال توپی و قطعه مولتی

اتصال توپی قابلیت جذب انبساط طولی را ندارد و صرفاً امکان حرکت به طرفین را برای جذب انبساط در زاویه‌‎های دیگر فراهم می‎کند. قطعه مولتی تلتیفی از دو قطعه پیش است که هم توان جذب انبساط طولی و هم توان جذب حرکت خط را دارد.